课时跟踪检测(十五) 普朗克黑体辐射理论 光电效应（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版 江苏专用）

课时跟踪检测(十五)　普朗克黑体辐射理论 光电效应 1.(2025·江苏镇江高二期中)普朗克在1900年将“能量子”引入物理学,开创了物理学的新纪元。在下列宏观概念中,具有“量子化”特征的是 (　　) A.人所受的重力 B.人的个数 C.人的身高 D.人的速度 2.关于黑体辐射,下列说法正确的是 (　　) A.黑体吸收了绝大部分电磁波 B.黑体辐射规律除与温度有关之外,还与材料及表面状况有关 C.黑体辐射中温度越高,辐射强度极大值向波长较长的方向移动 D.普朗克提出能量子假说,完美解释了黑体辐射实验规律 3.中国天眼的存在,使得深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星,对探索宇宙的起源和地外文明具有重要意义。如果为天眼配备一部发射功率为P的发射机,其发射的无线电波波长为λ。那么该发射机每秒钟发射的光子数量是 (　　) A.h B.phcλ C. D. 4.(2025·山东高考)在光电效应实验中,用频率和强度都相同的单色光分别照射编号为1、2、3的金属,所得遏止电压如图所示,关于光电子最大初动能Ek的大小关系正确的是 (　　) A.Ek1>Ek2>Ek3 B.Ek2>Ek3>Ek1 C.Ek3>Ek2>Ek1 D.Ek3>Ek1>Ek2 5.太阳光含有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光,下列对这七种色光的认识正确的是 (　　) A.紫光的波长最长 B.红光的能量子最大 C.七种色光的能量子均相同 D.紫光的能量子最大 6.如图所示为两种不同金属A、B用光照射发生光电效应时,最大初动能Ek与入射光频率ν之间的函数关系图像,则金属A、B可发生光电效应的截止波长λA∶λB为 (　　) A.2∶3 B.4∶9 C.1∶2 D.3∶2 7.(2025·江苏无锡高二期末)光伏发电的主要原理是半导体的光电效应,实验发现,用紫外线照射金属锌能发生光电效应,而用红光照射时不能使金属锌发生光电效应,这是因为 (　　) A.红光的频率小于金属锌的截止频率 B.红光光子能量大于紫光光子能量 C.红光照射的时间不够长 D.红光的强度小于紫光的强度 8.(2025·江苏扬州高二期末)如图甲所示的光电管是基于光电效应的一种光电转换器件,光电管可将光信号转换成电信号,在自动控制电路中有广泛应用,其基本工作原理如图乙所示,当金属极K上发生光电效应时,电路导通。下列说法正确的是 (　　) A.只要照射到金属极K上的光足够强,电路就能导通 B.照射光频率越大,逸出的光电子动能一定越大 C.电路导通情况下,通过电阻的电流方向是从下向上 D.电路导通情况下,光照越强,电阻R上的电流越大 9.X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子,并对光电子进行分析的科研仪器。用某一频率的X光照射某种金属表面,逸出了光电子,若增加此X光的强度,则 (　　) A.该金属的逸出功增大 B.X光的光子能量不变 C.逸出的光电子最大初动能增大 D.单位时间逸出的光电子数不变 10.(2025·江苏新沂高二期末)物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时,发现在散射的X射线中,部分波长发生改变,这个现象称为康普顿效应,我国物理学家吴有训证实了该效应的普遍性。如图所示,一个光子和一个静止的电子相互碰撞后,电子向某一个方向运动,光子沿另一个方向散射出去,下列说法正确的是 (　　) A.散射光子的速度变小 B.散射光子的速度可能变大 C.散射光子的频率变小 D.散射光子的波长变短 11.如图所示,图甲为演示光电效应的实验装置,图乙为在a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线。下列说法正确的是 (　　) A.a、b、c三种光的频率各不相同 B.b、c两种光的光强可能相同 C.若b光为绿光,a光可能是紫光 D.图甲中的滑动变阻器的滑片向右滑动,电流表的读数可能增大 12.(12分)如图甲所示,一验电器与锌板相连,在O处用一频率为ν1的紫外线灯照射锌板,关灯后,验电器指针保持一定偏角。现使验电器指针回到零,再用相同强度的钠灯发出的频率为ν2的黄光照射锌板,验电器指针无偏转。 (1)若改用强度更大的红外线灯照射锌板,可观察到验电器指针　　　　(选填“有”或“无”)偏转。(3分)  (2)若锌板的截止频率为νc,则ν1、ν2、νc的大小关系为　　　　。(3分)  (3)为了进一步研究光电效应的规律,某同学设计了如图乙所示的电路,图中A和K为光电管的两极,K为阴极,A为阳极。现接通电源,用光子能量为6.4 eV的光照射阴极K,电流计中有示数,若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动,电流计的示数逐渐减小,当滑至某一位置时电流计的示数恰好为零,读出此时电压表的示数为2.1 V,则光电管阴极材料的逸出功为　　　　eV,该阴极材料的截止频率为　　　　Hz。(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,元电荷e=1.6×10-19 C,结果保留两位有效数字)(6分)  13.(12分)如图所示,阴极K用极限波长λ0=0.66 μm的金属铯制成,用波长λ=0.50 μm的绿色光照射阴极K,调整两极板间电压,当A极板电压比阴极K高出2.5 V时,光电流达到饱和,电流表示数为0.64 μA。已知普朗克常量h= 6.63×10-34 J·s,e=1.6×10-19 C。(结果保留两位有效数字) (1)求每秒阴极K发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大初动能;(6分) (2)如果把照射到阴极K的绿光光照强度增大为原来的2倍,求每秒钟阴极K发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大初动能。(6分) 课时跟踪检测(十五) 1．选B　人所受的重力、人的身高和人的速度值都是可以连续的值，不具有“量子化”特征；而人的个数是不连续的值，具有“量子化”特征。故选B。 2．选D　黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，A错误；黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与材料及表面状况无关，B错误；黑体辐射中温度越高，辐射强度极大值向波长较短的方向移动，C错误；普朗克提出能量子假说，完美解释了黑体辐射实验规律，D正确。 3．选C　光子能量为ε＝hν＝，设该发射机每秒钟发射的光子数量是n，则有Pt＝nεt，可得n＝，故选C。 4．选B　光电子的最大初动能与遏止电压的关系为Ek＝eUc，由题图可知Uc2＞Uc3＞Uc1，则有Ek2＞Ek3＞Ek1，故B正确，A、C、D错误。 5．选D　由电磁波谱可知，紫光的波长最短、频率最大，由ε＝hν可知，紫光的能量子最大，A、B、C错误，D正确。 6．选D　根据光电效应方程Ek＝hν－W0可得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功；当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为ν0＝，结合λ＝，可知金属A、B发生光电效应的截止波长λA∶λB＝3∶2，D正确。 7．选A　只有当入射光的频率大于或等于金属的截止频率时，才能发生光电效应，红光照射时不能使金属锌发生光电效应，这是因为红光的频率小于金属锌的截止频率，与红光照射的时间和强度无关，故A正确，C错误；红光频率小于紫外线的频率，则红光光子能量小于紫光光子能量，故B错误；根据题意无法比较红光的强度与紫光的强度的大小关系，故D错误。 8．选D　只有照射光的频率大于或等于金属极K的截止频率时，金属极K才能发生光电效应，电路才能导通，故A错误；由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，照射光频率越大，逸出的光电子的最大初动能越大，故B错误；由题图可知，电路导通情况下，通过电阻的电流方向是从上向下，故C错误；电路导通情况下，光照越强，单位时间内通过导体横截面积的光电子越多，电阻R上的电流越大，故D正确。 9．选B　金属的逸出功是金属本身的特性，与照射光的强度无关，A错误；根据ε＝hν可知，X光的光子能量与其强度无关，B正确；根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，结合以上分析可知，逸出的光电子最大初动能与照射光的强度无关，C错误；若增加此X光的强度，则单位时间入射到金属表面的光子数增多，单位时间逸出的光电子数增多，D错误。 10．选C　散射后的光子速度不变，但能量减小，根据ε＝hν可知光子的频率变小，根据c＝λν可知，光子的波长变长。故选C。 11．选D　由光电效应方程及动能定理可得eUc＝Ek＝hν－W0，b、c两种光的遏止电压相同，故频率相同，a光的遏止电压较小，频率较低，A错误；光的频率不变时，最大光电流与光强成正比，对比题图乙可知，b光较c光强，B错误；由以上分析可知，a光频率较低，若b光为绿光，a光不可能是紫光，C错误；题图甲中的滑动变阻器的滑片向右滑动，增大光电管两端电压，且为正向电压，电流表的读数可能增大，但不会超过饱和电流，D正确。 12．解析：(1)已知用黄光照射锌板，验电器指针无偏转，说明锌板的截止频率大于黄光的频率，而红外线的频率比黄光的频率更小，则不能发生光电效应，验电器指针无偏转。 (2)用ν1的紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角，说明ν1>νc 用频率为ν2的黄光照射锌板，验电器指针无偏转，说明ν2<νc 所以ν1>νc>ν2。 (3)根据爱因斯坦光电效应方程有Ek＝hν－W0 当滑动变阻器的滑片P滑至某一位置时电流计的示数恰好为零，读出此时电压表的示数为2.1 V，说明eUc＝Ek 解得W0＝hν－eUc＝6.4 eV－2.1 eV＝4.3 eV 该阴极材料的截止频率νc＝＝ Hz≈1.0×1015 Hz。 答案：(1)无　(2)ν1>νc>ν2　(3)4.3　1.0×1015 13．解析：(1)光电流达到饱和时，阴极K发射的光电子全部到达阳极A，根据电流定义式可知q＝IΔt＝ne，则阴极K每秒发射的光电子的个数为 n＝＝(个)＝4.0×1012(个) 根据光电效应方程有Ek＝hν－W0＝h－h≈9.6×10－20 J。 (2)如果照射光的频率不变，光强加倍，则阴极K每秒发射的光电子数加倍，即n′＝2n＝8.0×1012(个) 光电子的最大初动能与照射光的光照强度无关，所以仍然是Ek≈9.6×10－20 J。 答案：(1)4.0×1012个　9.6×10－20 J (2)8.0×1012个　9.6×10－20 J 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $